斗门水库项目是陕西省“引汉济渭”输配水工程重要组成部分，是一座以调蓄“引汉济渭”工程来水，兼顾城市生活供水，沣河防洪及改善生态环境的综合性水库项目。

斗门水库所在地是历史上著名的昆明池，其开凿于2100多年前的西汉时期，集军事训练、城市供水、农业灌溉、生态景观于一体，在唐末宋初时干涸。规划建设的斗门水库将分内外两湖，建成后总面积将达10.4平方公里，总库容4600万立方米。库周总长14.76千米，相当于西安明城墙一周。

其中规划面积3平方公里的南湖，由引汉济渭输配水工程南干线的西南郊水厂分水，形成2400万立方米的库容，承担调节引汉济渭向西咸新区沣东新城、沣西新城供水的任务，同时作为给西安市除黑河水库外的备用水源地。规划面积7平方公里的北湖则引自沣河洪水及城市雨洪，形成2200万立方米的库容，作为沣河的分洪蓄滞洪区，承担防洪、水源地保护、景观生态用水及保护古昆明池历史遗存的任务。

2017年10月1日，斗门水库一期工程（试验段）修建基本完成并对外开放。斗门水库试验段工程属北湖库区的一部分，试验段库区面积0.53km2，水面面积0.47km2，由北湖试验段库区、围坝、应急引水建筑物等组成。主要围绕探明土层结构、复核验证勘探资料和土料试验成果，以及观察水库运行对地下水位变化和厍区周边浸没影响，复核库区防渗效果，探索库坝区的生态防护等开展的。试验段工程将会为斗门水库的整体设计提供可靠的试验成果，为总体工程顺利施工提供有效的经验。北湖二期工程正在建设中。

2020年7月，斗门水库全面开工。

2022年7月1日，北池基本建成下闸蓄水。

2022年9月，斗门水库北池完工并通过蓄水验收，南池完成降水试验。

2022年斗门水库累计完成投资15亿元，达到年度计划的100%。截至2023年1月正在进行南池工程、隔坝工程、引水管线工程、供水管线工程等工程建设。

2024年12月，随着斗门水库南池大坝的顺利合围，斗门水库即将建成。